太陽照射到地平面上的輻射或稱“日射”由兩部分組成——直達日射和漫射日射。太陽輻射穿過大氣層而到達地面時，由于大氣中空氣分子、水蒸氣和塵埃等對太陽輻射的吸收、反射和散射，不僅使輻射強度減弱，還會改變輻射的方向和輻射的光譜分布。因此實際到達地面的太陽輻射通常是由直射和漫射兩部分組成。直射是指直接來自太陽其輻射方向不發生改變的輻射；漫射則是被大氣反射和散射后方向發生了改變的太陽輻射，它由三部分組成：太陽周圍的散射 （太陽表面周圍的天空亮光），地平圈散射（地平圈周圍的天空亮光 或暗光），及其他的天空散射輻射。另外，非水平面也接收來自地面的反射輻射。直達日射、漫射日射和反射日射的總和即為總日射或環球日射。可以依靠透鏡或反射器來聚焦直達日射。如果聚光率很高， 就可獲得高能量密度，但卻損耗了漫射日射。如果聚光率較低，也可以對部分太陽周圍的漫射日射進行聚光。漫射日射的變化范圍很大，當天空晴朗無云時，漫射日射為總日射的10％。但當天空 烏云密布見不到太陽時，總日射則等于漫射日射。因此聚式收集 器采集的能量通常要比非聚式收集器采集的能量少得多。反射日射一般都很弱，但當地面有冰雪覆蓋時，垂直面上的反射日射可達總日射的40％。
到達地面的太陽輻射主要受大氣層厚度的影響。大氣層越厚，對太陽輻射的吸收、反射和散射就越嚴重，到達地面的太陽輻射就越少。此外大氣的狀況和大氣的質量對到達地面的太陽輻射也有影響。顯然太陽輻射穿過大氣層的路徑長短與太陽輻射的 方向有關。參看下圖，A為地球海平面上的一點，當太陽在天頂位置S時，太陽輻射穿過大氣層到達A點的路徑為OA。城陽位于S點時，其穿過大氣層到達A點的路徑則為0A。 O，A與 OA之比就稱之為“大氣質量”。它表示太陽輻射穿過地球大氣的路徑與太陽在天頂方向垂直入射時的路徑之比，通常以符號m表示，并設定標準大氣壓和O℃時海平面上太陽垂直入射時，大氣質量m＝1。